纳米TiO2掺杂改性及应用的研究进展
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１ 掺 杂 纳 米 Ｔｉ ｏ２的 制 备 方 法
掺杂二 氧化钛 的制备方 法有 溶胶一 凝胶 法 、 沉淀 法 、 热反应 法 、 乳液 法等 。其 中溶胶凝 胶法是 制 水 微 备二 氧化钛 广泛使 用 的一种 方法 。
１１ ． 溶 胶 一 胶 法 凝
悬浮液 稳定 以及对 人 体无 害等 性 能 ， 此成 为 较 理 因 想 的环 境净化 材料 。
得到凝 胶 ， 热处 理后 即可得 到二 氧化钛 纳米粒 子 。 经
溶胶一Biblioteka Baidu胶 法 制 备 纳米 Ｔｉ 凝 Ｏ。粉体 具 有 化 学 均 匀性 好、 纯度 高 、 易操 作 和 成本 低 等 优 点 ， 缺 点 是 制样 其 所 需时 间周期 长 ； 由于需 要高 温煅烧 ， 且 导致 粉体颗
第 ３ １卷 第 ５期 ２１ 年 １ ００ Ｏ月
化 学 工 业 与 工 程 技术
Ｊｏ ｒ ａ ｆ Ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ＆ Ｅｎ ｎ ｅ ｉｇ ｕ ｎ ｌ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔｙ ｏ ｇｉｅｒｎ
Ｖ ｏ．３１ １ ＮＯ． ５ ０ｃ ． ０１ ｔ，２ ０
纳 米 Ｔ Ｏ 掺 杂 改 性 及 应 用 的 研 究 进 展 ｉ２
白 蕊 ， 巧玲 ， 建 强 ， 李 李 郝 晏
（ 中北 大 学 理 学 院 化 学 系 ， 山西 太原 ００５） ３ ０ １
摘要 ： 介绍 了纳 米 Ｔｉ 的特 性 、 催化 作 用 机 理 、 备 、 杂 改 性 及 其 应 用 ， 且 指 出 了 纳 米 Ｔｉ 。 Ｏ 光 制 掺 并 ０ 的研 究 方 向及 存 在 的 问 题 。 关 键 词 ： 米 Ｔｉ 掺 杂 ； 用 ； 究 进 展 纳 Ｏ ； 应 研
基 自 由基 和 超 氧 阴 离 子 口 。 由 于 纳 米 Ｔｉ 具 有 颗 ］ Ｏ 粒 小 ， 表 面 积 大 ， 催 化 、 收 性 能 好 ， 收 紫 外 线 比 光 吸 吸 能 力 强 ， 面 活 性 高 ， 导 性 好 ， 散 性 好 ， 制 得 的 表 热 分 所
Ｊ ， 吸收 占太 阳光 中 ３ ～５ 的 紫 外线 ， 太 阳 ）仅 对 能利用 率 低 ； ２ 电子 和 空 穴 易 复 合 ， 以 催 化 效 （） 所 率低。
Ｋｅ ｒ ： ｔ ｎｉ ｙ ｗｏ ｄｓ Ｔｉａ ｕｍ ｏｘｄｅ； ｄｉ ｉ Ｄｏｐ ｄ ｃ ｅ Ａ ｐ ｉａ ｉｎ；Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐｒ ｇｒ ｓ ｅ ａｓ ｓ； ｐｌｃ ｔｏ ｓ ａｃ ｏ ｅ ｓ
近年来 ， 催化 材 料在 分 解 有 害挥 发 性 有机 化 合
物方 面越来 越受 到重 视 。锐 钛 型纳 米 ＴＯ ｉ 的 光 催
而 ， ｉ 有其 有身 的缺 陷 ： １ 其禁 带 较 宽 （ 钛 ＴＯ 也 （） 锐
型 Ｅ 一５ １ × １ 。 ， 红 石 型 Ｅ ４ ８ ２×１ 。 ．２ ０ Ｊ金 一 ．３ ０
化功 能众所周 知 ， 米 Ｔｉ 纳 ０ 吸收 波 长 小 于 ３ ０ｒ ９ ｍ ｉ 的紫外线 。Ｔｉ 在发 生反应 的 同时产 生 活性 氧 、 Ｏ： 羟
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｈ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓｏ ａ — Ｏ２，ｌｇｈ ａ ａｙｔｃｍ ｅ ｈａ ｓ ，ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｎ ｎｏ Ｔｉ ｉ ｔｃ ｔ ｌ ｉ ｃ ｎｉｍ ｅ ｒ ｔｏｎ，ｄ ｅ ａ ｅ ｏｐ ｄ ｃ ｓ ｓ，ａ ｐｐｌ ａ ｉ ｒ ｎｔｏ— ｎｄ ａ ｉ ｔｏｎ ａ ｅ ｉ ｒ ｃ
Ｔｉ 光 催 化 是 一 门 新 兴 环 保 技 术 ， 是 当前 热 Ｏ 更 门 研 究 课 题 。 常 见 的 Ｔ 有 锐 钛 矿 （ ａａｅ 、 ｊ Ａｎ ｔｓ） 金 红石 （ ｕｉ） 板钛矿 （ ｒｏ ｉ ） Ｒ ｔｅ和 ｌ Ｂ ｏ ｋｔ ３种 晶 型 结 构 。锐 ｅ 钛 矿 和 板 钛 矿 是 二 氧 化 钛 的 低 温 相 ， 红 石 是 二 氧 金 化 钛 的 高 温 相 。从 锐 钛 矿 和 板 钛 矿 相 到 金 红 石 相 的 相 转 化 温 度 一 般 为 ５ ０ ６ ０℃ 。板 钛 矿 因 为 结 构 ０～ ０ 不 稳 定 ， 一 种 亚 稳 相 ， 少 被 应 用 ， 以 对 锐 钛 矿 是 极 所
中图 分 类 号 ：ＴＱ３ ２ 文 献 标识 码 ： ５ Ａ 文章 编 号 ： ０ ６—７ ０ （ ０ ０ ０ １０ ９ ６ ２ １ ） ５—０ ２ ０ ４—０ ５
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｏ ｒ ｓ ｎ ｄ ｐ ｄ ｃ ｓ ｓ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｎｏ Ｔｉ ｓ ａ ｃ ｒ ｇ ｅ ｓｏ ｏ ｅ ａ ｅ ｎｄ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆｎａ ‘ Ｏ２
和 金 红 石 晶 型 Ｔｉ Ｏ。的 研 究 较 多 口 。 ］
溶胶 一 胶 法［ 制 备 纳 米 Ｔ Ｏ。 以钛 醇盐 为 凝 ４ ｉ 是 前 驱体 ， 水 乙醇等 为溶 剂 ， 得 均匀 溶 胶 ， 入一 无 制 加 定量 的酸 或别 的催 化剂 ， 起抑 制水解 作用 ， 再经 干燥
ｄ ｃｄ ｕ ｅ ．Ａｎ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｐ ｃ ｎ ｏ ｎ ｏ ｖ ｄ ｐ ｏ ｌ ｍｓｏ ｈ ａ ｏ Ｔｉ ｓ ｐ ｉ ｔ ｄ ｏ ｔ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｓ ｅ ｔａ ｄ ｓ ｍｅ ｕ ｓ ｌ ｅ ｒ ｂ ｅ ｆｔ ｅｎ ｎ — Ｏ２ｉ ｏ ｎ ｅ ｕ ．
Ｂ Ｉ ｉ ａ ｌｎ ，ＬＩＪｉｎ ｉｎ Ａ Ｒｕ ，ＩＩ Ｑｉｏｉｇ ａ ｑａ ｇ，ＨＡＯ Ｙｎ
（ ｐ ｒｍｅ Ｄｅ ａ ｔ ｎｔｏｆＣｈｅ ｉｔｙ，Ｓｃ ｏｏ ｆＳｃｅ ｃ ｍ ｓｒ ｈ ｌｏ ｉｎ ｅ，Ｎ ｏｒｈ Ｕ ｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏｆＣｈ ｎ ｔ ｉ ｅ ｓｔ ｉ ａ， Ｔａｙｕ ｎ ０ ０５ ｉ ａ ３０ １，Ｃｈｎａ ｉ ）
掺杂二 氧化钛 的制备方 法有 溶胶一 凝胶 法 、 沉淀 法 、 热反应 法 、 乳液 法等 。其 中溶胶凝 胶法是 制 水 微 备二 氧化钛 广泛使 用 的一种 方法 。
１１ ． 溶 胶 一 胶 法 凝
悬浮液 稳定 以及对 人 体无 害等 性 能 ， 此成 为 较 理 因 想 的环 境净化 材料 。
得到凝 胶 ， 热处 理后 即可得 到二 氧化钛 纳米粒 子 。 经
溶胶一Biblioteka Baidu胶 法 制 备 纳米 Ｔｉ 凝 Ｏ。粉体 具 有 化 学 均 匀性 好、 纯度 高 、 易操 作 和 成本 低 等 优 点 ， 缺 点 是 制样 其 所 需时 间周期 长 ； 由于需 要高 温煅烧 ， 且 导致 粉体颗
第 ３ １卷 第 ５期 ２１ 年 １ ００ Ｏ月
化 学 工 业 与 工 程 技术
Ｊｏ ｒ ａ ｆ Ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ＆ Ｅｎ ｎ ｅ ｉｇ ｕ ｎ ｌ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔｙ ｏ ｇｉｅｒｎ
Ｖ ｏ．３１ １ ＮＯ． ５ ０ｃ ． ０１ ｔ，２ ０
纳 米 Ｔ Ｏ 掺 杂 改 性 及 应 用 的 研 究 进 展 ｉ２
白 蕊 ， 巧玲 ， 建 强 ， 李 李 郝 晏
（ 中北 大 学 理 学 院 化 学 系 ， 山西 太原 ００５） ３ ０ １
摘要 ： 介绍 了纳 米 Ｔｉ 的特 性 、 催化 作 用 机 理 、 备 、 杂 改 性 及 其 应 用 ， 且 指 出 了 纳 米 Ｔｉ 。 Ｏ 光 制 掺 并 ０ 的研 究 方 向及 存 在 的 问 题 。 关 键 词 ： 米 Ｔｉ 掺 杂 ； 用 ； 究 进 展 纳 Ｏ ； 应 研
基 自 由基 和 超 氧 阴 离 子 口 。 由 于 纳 米 Ｔｉ 具 有 颗 ］ Ｏ 粒 小 ， 表 面 积 大 ， 催 化 、 收 性 能 好 ， 收 紫 外 线 比 光 吸 吸 能 力 强 ， 面 活 性 高 ， 导 性 好 ， 散 性 好 ， 制 得 的 表 热 分 所
Ｊ ， 吸收 占太 阳光 中 ３ ～５ 的 紫 外线 ， 太 阳 ）仅 对 能利用 率 低 ； ２ 电子 和 空 穴 易 复 合 ， 以 催 化 效 （） 所 率低。
Ｋｅ ｒ ： ｔ ｎｉ ｙ ｗｏ ｄｓ Ｔｉａ ｕｍ ｏｘｄｅ； ｄｉ ｉ Ｄｏｐ ｄ ｃ ｅ Ａ ｐ ｉａ ｉｎ；Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐｒ ｇｒ ｓ ｅ ａｓ ｓ； ｐｌｃ ｔｏ ｓ ａｃ ｏ ｅ ｓ
近年来 ， 催化 材 料在 分 解 有 害挥 发 性 有机 化 合
物方 面越来 越受 到重 视 。锐 钛 型纳 米 ＴＯ ｉ 的 光 催
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化功 能众所周 知 ， 米 Ｔｉ 纳 ０ 吸收 波 长 小 于 ３ ０ｒ ９ ｍ ｉ 的紫外线 。Ｔｉ 在发 生反应 的 同时产 生 活性 氧 、 Ｏ： 羟
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中图 分 类 号 ：ＴＱ３ ２ 文 献 标识 码 ： ５ Ａ 文章 编 号 ： ０ ６—７ ０ （ ０ ０ ０ １０ ９ ６ ２ １ ） ５—０ ２ ０ ４—０ ５
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｏ ｒ ｓ ｎ ｄ ｐ ｄ ｃ ｓ ｓ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｎｏ Ｔｉ ｓ ａ ｃ ｒ ｇ ｅ ｓｏ ｏ ｅ ａ ｅ ｎｄ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆｎａ ‘ Ｏ２
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